package 栈;

/**
 * 计算思路：
 * 1，通过一个index值（索引），来遍历我们的表达式
 * 2，如果我们发现是一个数字，就直接入数栈
 * 3，如果发现扫描是一个符号：
 * a，如果当前的符号栈为空，就直接入栈
 * b，如果当前的符号栈有操作符，就进行比较，如果当前
 * 的操作符的优先级小于或者低于栈中的操作符，就需要从数
 * 栈中pop出两个数，再从符号栈中pop出一个符号，进行运算，
 * 将得到结果，入数栈，然后将当前的操作符入符号栈，否则，
 * 直接入符号栈
 * 4，当表达式扫描完毕，就顺序的数栈和符号栈中pop出相应的
 * 数和符号，并运行
 * 5，最后在书展只有一个数字，就是表达式的结果
 */
public class 栈实现计算器 {

    public static void main(String[] args) {
        String expre = "30+2*6-2";
        //创建两个栈，数栈，符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //定义需要的相关变量
        int index = 0;
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';  //每次扫描得到封装
        String keepNum = "";  //用于有拼接多位数
        //开始循环扫描
        while (true) {
            //依次得到expre的每一个字符
            ch = expre.substring(index, index + 1).charAt(0);
            //判断ch是扫描，然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {  //如果是操作符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //如果符号栈有操作符，进行比较
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        //相当于如果前面的计算符优先级比前面低，那么先计算掉前面两个数，计算
                        // 的两个数+一个符号给pop出去
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //把运算结果放入数栈
                        numStack.push(res);
                        //把当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //当前运算符比较高直接入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {  //栈为空直接入栈
                    operStack.push(ch);
                }
            } else {
                //如果是数，直接入数栈
                //ch是字符，1代表49,3代表51，所有-48才是真实的数字
                //当处理多位数时，不能立即入栈
                //需要向expre的表达式index再向后看一位
                keepNum += ch;

                //判断是不是最后一位，如果是直接入栈
                if (index == expre.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {
                    //判断下一个字符是不是数字
                    if (operStack.isOper(expre.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
                        //后一位是运算符，则入栈
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        //清空
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            //index+1，并判断是否扫描到expre最后
            index++;
            if (index >= expre.length()) {
                break;
            }
        }
        //当表达式扫描完毕，就顺序的数栈和符号栈中pop出相应的
        while (true) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);
        }
        System.out.println(expre + "=" + numStack.pop());
    }

}


class ArrayStack2 extends ArrayStack {

    public ArrayStack2(int maxSize) {
        super(maxSize);
    }

    //返回运算符的优先级，自定义，使用数字表示
    //数字越大，则优先级越高
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    //计算方法
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;  //用于存放计算的结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }

    //返回当前栈顶的值，但不是真正的pop
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

}
